KR20220071393A - 평행 측정 장치 및 이를 포함하는 평행 측정 금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 가이드로 연결되어 서로 마주하는 방향으로 직선 운동하는 제1 운동부재와 제2 운동부재의 평행도를 측정하는 것으로, 상기 복수의 가이드 주변에 각각 배치되어 상기 제1 운동부재와 상기 제2 운동부재의 직선 운동을 감지하는 복수의 감지모듈, 그리고 상기 복수의 감지모듈과 연결되어 있고 상기 복수의 감지모듈이 각각 감지한 신호를 받아 상기 제1 운동부재와 상기 제2 운동부재의 평행도를 산출하는 제어부를 포함한다.

Description

평행 측정 장치 및 이를 포함하는 평행 측정 금형{Parallel measuring device and parallel measuring mold including same}

본 발명은 평행 측정 장치 및 이를 포함하는 평행 측정 금형에 관한 것이다.

최근에 친환경 시장의 급속적인 성장으로 인해 친환경 제품, 특히 친환경 자동차 시장이 급속도로 성장하고 있는 추세이다. 이로 인해 친환경 자동차의 주요 부품인 2차 전지의 수요가 증가함에 따라 생산성 향상이 필수적으로 요구되고 있다. 2차 전지 제조공정에 있어 프레스와 프레스 유닛의 생산성 향상을 위해 금형 다이의 크기가 증가하고 있다. 하지만 금형 다이의 크기가 증가함에 따라 금형 다이의 좌, 우측의 균형이 무너지고 평행도가 틀어지는 현상이 발생한다. 예로 금형의 가이드 포스트(Guide post)와 무빙플레이트(Moving plate)의 평행도가 틀어지거나, 베어링의 마모로 인해 수평을 유지하며 내려오지 못하는 현상이 발생한다. 이는 2차 전지의 생산에 있어 절단면 불량, 버 발생 등으로 인해 전극 제품의 품질과 프레스 장치의 수명에 막대한 영향을 끼친다. 이에 따라 제품의 품질이 저하되고 금형, 금형 다이, 베어링, 축 등 부품의 수명이 현저히 감소하는 것을 방지하기 위해 실시간 평행 감지 시스템의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 금형의 제1 운동부재와 제2 운동부재의 운동 주기를 이용하여 제1 운동부재와 제2 운동부재의 평행을 측정하는 기술을 제공한다.

본 발명의 한 실시예에 따른 평행 측정 장치는, 복수의 가이드로 연결되어 서로 마주하는 방향으로 직선 운동하는 제1 운동부재와 제2 운동부재의 평행을 측정하는 것으로, 상기 복수의 가이드 주변에 각각 배치되어 상기 제1 운동부재와 상기 제2 운동부재의 직선 운동을 감지하는 복수의 감지모듈, 그리고 상기 복수의 감지모듈과 연결되어 있고 상기 복수의 감지모듈이 각각 감지한 신호를 받아 상기 제1 운동부재와 상기 제2 운동부재의 평행도를 산출하는 제어부를 포함한다. 상기 복수의 감지모듈은 각각, 상기 제1 운동부재에 배치되어 있는 제1 센서 날부재, 상기 제2 운동부재에 배치되어 있는 제2 센서 날부재, 상기 제1 센서 날부재를 감지하는 제1 센서, 상기 제2 센서 날부재를 감지하는 제2 센서 및 상기 제1 센서와 상기 제2 센서를 지지하는 센서 브래킷을 포함할 수 있다. 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 상기 제어부와 연결될 수 있다. 상기 제1 센서 날부재 및 상기 제2 센서 날부재는 각각 상기 제1 운동부재 및 상기 제2 운동부재를 따라 움직이며, 상기 센서 브래킷은 움직이지 않고 고정될 수 있다. 제1 감지모듈의 제1 센서 날부재가 상기 제1 센서를 통과할 때 펄스 신호가 발생하고 신호 발생 시간차 값을 통해 상기 제1 감지모듈이 배치된 위치의 움직임 주기 값을 산출하며, 주기 값과 제1 운동부재의 평균속도 및 주기 값을 이용하여 평행도를 측정하고, 상기 평행도는 다음의 수학식에 의해 산출되는 될 수 있다. 여기서, ΔT는 제1 운동부재의 주기 값이고, V는 제1 운동부재의 움직이는 평균 속도이며, L은 이웃한 제1 감지모듈과 제2 감지모듈의 거리이다. 제1 운동부재의 움직이는 평균속도는 다음의 수학식에 의해 산출되는 될 수 있다. 여기서, S는 제1 운동부재의 운동 거리이고, T는 제1 운동부재의 주기 값이다. 상기 제1 센서 날부재는, 상기 제1 운동부재의 외부 둘레에 결합된 날 고정몸체 및 상기 날 고정몸체에서 상기 제1 운동부재의 운동 방향으로 연장되어 있고 상기 제1 센서를 통과하는 날부재를 포함할 수 있다. 상기 센서 브래킷은, 고정부재에 고정된 브래킷 고정몸체 및 일면이 상기 제1 센서 날부재 및 상기 제2 센서 날부재와 마주하는 설치부재를 포함할 수 있다. 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 상기 설치부재의 일면에서 상하 방향으로 배치되어 있고 상기 제1 센서 날부재 및 상기 제2 센서 날부재가 통과할 수 있다. 상기 제1 센서와 상기 제2 센서는 포토센서(photosensor)를 포함할 수 있다. 본 발명의 한 실시예에 따른 금형 장치는, 서로 마주하는 방향으로 직선 운동하는 제1 운동부재와 제2 운동부재, 상기 제1 운동부재와 상기 제2 운동부재의 운동 방향을 가이드 하는 복수의 가이드 및 상기와 같이 기재된 평행 측정 장치를 포함한다. 상기 평행 측정 장치의 감지모듈은 상기 제1 운동부재와 상기 제2 운동부재의 전면과 후면에서 제1 방향을 따라 배열되고, 좌측면과 우측면에서 제2 방향을 따라 배열되어 상기 가이드와 이웃하게 배치되어 상기 제1 운동부재와 상기 제2 운동부재의 좌우 및 전후 평행을 측정할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 산출된 평행도 값이 0에 근접할수록 제1 운동부재와 제2 운동부재는 평행한 상태를 유지한다. 산출된 평행도 값이 0보다 크면 제1 운동부재가 틀어진 상태이므로 금형 장치의 부품, 금형 등을 교체하여 금형 장치를 최적의 조건으로 유지할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 제1 운동부재와 제2 운동부재의 주기측정을 통한 실시간 평행도 장치를 통하여, 여러 산업의 프레스, 금형 등 다양한 분야에 적용되어 산업발전을 도모할 수 있다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 내용을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명의 실시예에 따른 평행 측정 장치는 본 발명의 실시예인 금형 장치에 적용될 수 있는 바, 이하에서는 평행 측정 장치가 적용된 금형 장치 위주로 설명한다. 본 실시예에 따른 금형 장치는 제1 운동부재, 제2 운동부재, 고정부재, 복수의 가이드 및 평행도 측정 장치를 포함하며, 금형의 제1 운동부재와 제2 운동부재의 운동 주기를 이용하여 제1 운동부재와 제2 운동부재의 평행도를 측정한다. 제1 운동부재, 제2 운동부재 및 고정부재는 상측에서 하측 방향으로 간격을 두고 배치되어 있으며 가이드로 연결되어 있다. 여기서, 제1 운동부재, 제2 운동부재 및 고정부재는 평면에서 본 모양이 사각형을 이루며 가이드는 사각형의 네 모서리에 각각 배치되어 있다. 이에 제1 운동부재, 제2 운동부재 및 고정부재는 복수의 가이드에 의해 연결되어 있고 제1 운동부재와 제2 운동부재는 구동부의 동력에 의해 가이드를 따라 직선 운동할 수 있다. 이에 제1 운동부재와 제2 운동부재는 서로 가까워지는 방향으로 움직이거나 서로 멀어지는 방향으로 움직일 수 있다. 여기서, 고정부재는 움직이지 않고 고정된 상태를 유지한다. 제1 운동부재와 제2 운동부재 사이에서 금형 제품이 제조될 수 있다. 위에서 설명한, 제1 운동부재, 제2 운동부재, 고정부재 및 가이드의 내부 구조는 널리 공지된 금형 장치의 상형, 하형, 하판, 포스트의 구성이 적용될 수 있는 바, 상세한 구조에 대한 설명은 생략한다. 평행도 측정 장치는 복수의 감지모듈 및 제어부를 포함하며 제1 운동부재와 제2 운동부재의 평행도를 측정한다. 복수의 감지모듈은 금형 장치의 전면과 후면에서 각각 좌우방향으로 간격을 두고 떨어져 가이드에 근접되게 배치되어 있고, 좌측면과 우측면에서 각각 전후방향으로 간격을 두고 떨어져 가이드에 근접되게 배치되어 있다. 이에 제1 감지모듈과 제2 감지모듈은 전면에서 제1 가이드와 제2 가이드에 각각 근접되고, 제3 감지모듈과 제4 감지모듈은 후면에서 제3 가이드와 제4 가이드에 각각 근접되게 배치되어 있다. 그리고 제5 감지모듈과 제6 감지모듈은 좌측면에서 제3 가이드와 제1 가이드에 각각 근접되고, 제7 감지모듈과 제8 감지모듈은 우측면에서 제4 가이드와 제2 가이드에 각각 근접되게 배치되어 있다. 이러한 감지모듈의 개수는 금형 장치의 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 이에 1개의 가이드에 2개의 감지모듈이 근접되게 배치되어 있다. 복수의 감지모듈에 의해 제1 운동부재와 제2 운동부재의 좌우 방향 평행도, 전후 방향 평행도를 측정할 수 있다. 복수의 감지모듈은 각각 제1 센서 날부재, 제2 센서 날부재, 제1 센서, 제2 센서 및 센서 브래킷을 포함한다. 여기서 제1 센서와 제2 센서는 제어부와 연결되어 있다. 복수의 감지모듈 중 제1 감지모듈을 설명한다. 제1 센서 날부재는 날 고정몸체 및 날부재를 포함하며 제1 운동부재를 따라 움직여 제1운동부재의 움직임을 감지한다. 날 고정몸체는 제1 운동부재의 외부면에 체결수단으로 고정되어 있다. 날 고정몸체는 제1 운동부재의 외부면에서 돌출된 형태로 고정되어 있다. 날부재는 기설정된 길이와 두께를 가지며 상단이 날 고정몸체에 체결수단으로 분리할 수 있게 결합되어 있으며 하단이 하부측 방향으로 돌출되어 있다. 돌출된 날부재는 제2 운동부재와 떨어져 있다. 제2 센서 날부재는, 제1 센서 날부재와 동일하게 날 고정몸체 및 날부재를 포함한다. 다만, 날 고정몸체는 제2 운동부재의 외부면에 고정되어 있다. 이에 제2 센서 날부재는 제2 운동부재를 따라 움직여 제2 운동부재의 움직임을 감지한다. 한편, 제2 센서 날부재의 날 고정몸체는 제1 센서 날부재의 날 고정몸체와 상하 방향으로 동일 선상에 위치한다. 그리고 날부재는 하단이 날 고정몸체에 결합되어 있으며 상단이 상부측 방향으로 돌출되어 제1 운동부재와 떨어져 있다. 제2 센서 날부재의 날부재와 제1 센서 날부재의 날부재는 동일 선상에 위치한다. 이때 제1 센서 날부재의 날부재 하단과 제2 센서 날부재의 날부재 상단은 간격을 두고 마주하며 서로 접하지 않는다. 센서 브래킷은 브래킷 고정몸체 및 설치부재를 포함하며 제1 센서 날부재와 제2 센서 날부재를 사이이에 두고 가이드와 이웃한 제1 운동부재와 제2 운동부재의 외부면 일부분과 마주한다. 브래킷 고정몸체는 날 고정몸체의 아래에 위치하여 제2 운동부재의 아래에 배치된 고정부재의 외부면에 체결수단으로 고정되어 있다. 설치부재는 기설정된 길이와 두께를 가지며 하단이 브래킷 고정몸체에 체결수단으로 결합되어 있으며, 상단이 상부측으로 연장되어 있다. 설치부재의 일면은 제1 센서 날부재와 제2 센서 날부재를 사이에 두고 제1 운동부재 및 제2 운동부재의 외부면과 마주한다. 제1 센서와 제2 센서는 설치부재의 일면에 위치하여 상하 방향으로 배치되어 있다. 제1 센서는 제1 센서 날부재를 감지하고, 제2 센서는 제2 센서 날부재를 감지한다. 제1 센서와 제2 센서는 제어부와 연결되어 있다. 제1 센서와 제2 센서는 포토센서(photosensor)를 포함한다. 이에 제1 센서 날부재의 날부재가 제1 센서를 지날 때, 제2 센서 날부재의 날부재가 제2 센서를 지날 때 센서에서 발생한 광 빔을 가로 막아 검출기에 도달하는 광 에너지 양을 측정하는 트리거 방식으로 측정한다. 이에 날부재가 센서를 지날 때 펄스 신호가 발생하고 펄스 신호는 제어부로 전송된다. 따라서, 제1 운동부재 및 제2 운동부재가 움직일 때 제1 내지 제8 감지모듈은 제1 운동부재와 제2 운동부재의 운동을 감지하며, 운동감지로 제1 내지 제 8 감지모듈에서 발생한 펄스신호는 제어부로 전송된다. 제어부는 제1 운동부재와 제2 운동부재의 평균속도, 운동주기를 이용하여 금형 장치의 평행도를 실시간으로 측정한다. 다음은 위에서 설명한 금형 장치의 작용에 대하여 설명한다. 먼저, 제1 내지 제4 가이드에 각각 제어부와 연결된 감지모듈을 배치하며, 하나의 가이드에 2개의 감지모듈을 이웃하게 배치한다. 감지모듈은 서로 다른면에 배치되며 가이드 주변의 제1 운동부재와 제2 운동부재의 움직임을 감지한다. 즉, 제1 운동부재와 제2 운동부재의 운동으로 제1 센서 날부재의 날부재가 제1 센서를 통과하고, 제2 센서 날부재의 날부재가 제2 센서를 통과한다. 날부재가 제1 센서를 통과할 때 날부재가 제2 센서를 통과할 때 날부재의 통과에 따른 데이터 값이 센서에서 제어부로 전송된다. 감지모듈들의 날부재가 센서를 통과할 때마다 펄스 신호가 발생하고, 신호 출력 간의 간격 즉, 처음 감지한 시간과 다음 감지한 시간차 값을 통해 각 감지모듈이 위치한 가이드 주변의 주기 값을 알수 있다.

Claims (1)

1. 복수의 가이드로 연결되어 서로 마주하는 방향으로 직선 운동하는 제1 운동부재와 제2 운동부재의 평행도를 측정하는 것으로, 상기 복수의 가이드 주변에 각각 배치되어 상기 제1 운동부재와 상기 제2 운동부재의 직선 운동을 감지하는 복수의 감지모듈, 그리고 상기 복수의 감지모듈과 연결되어 있고 상기 복수의 감지모듈이 각각 감지한 신호를 받아 상기 제1 운동부재와 상기 제2 운동부재의 평행도를 산출하는 제어부를 포함하는 평행 측정 장치.